Enzymologie Flashcards
1
Q
Examens utilisant l’enzymologie
A
- dosages enzymatiques
- sémiologie enzymatique
1
Q
Pour quoi est utilisée l’enzymologie ?
A
pour le diagnostic médical
2
Q
Principe du dosage enzymatique
A
examen de routine permettant de suivre l”solution ou l’apparition de certaines pathologies
3
Q
Définition sémiologie
A
étude des signes cliniques
4
Q
Que pouvons nous déduire d’une activité enzymatique dans le sérum ?
A
- lésions tissulaires/cellulaires
> les enzymes se trouvent normalement dans les cellules, si elles en sortent c’est que la cellule est lésée
5
Q
Qu’est-ce que l’hème ?
A
une protéine que l’on retrouve dans les globules rouges
6
Q
Comment est synthétisée l’hème ?
A
par plusieurs enzymes
7
Q
A quoi sont sujets les médicaments ?
A
au métabolisme du patient
8
Q
Que permet la métabolisation des principes actifs d’un médicament ?
A
- élimination
- activation
de certains composés
9
Q
Définition médecine individualisée
A
activité des enzymes dépend des individus
10
Q
Médicament pour un métaboliseur rapide
A
- courte 1/2 vie
- basse concentration
11
Q
Médicament pour un métaboliseur lent
A
- longue 1/2 vie
- concentration élevée
12
Q
Qu’est-ce qu’une fourchette thérapeutique ?
A
ajustement du médicament pour que sa concentration en métabolite actif soit comprise entre un seuil d’efficacité et un seuil de toxicité
13
Q
A quoi s’applique l’étude de la spécificité des enzymes ?
A
- interactions médicamenteuses
- dosages biologiques
- compensation entre les modèles de maladies génétiques
- utilisation en biologie moléculaire
14
Q
Comment sont métabolisés les médicaments ?
A
par des enzymes
15
Q
Spécificité des enzymes
A
faible : une enzyme peut métaboliser plusieurs médicaments
16
Q
Quelle(s) conséquence(s) a la réaction enzymatique ?
A
- éliminer le médicament
ou - le transformer en métabolite actif
17
Q
Quand le médicament est-il actif ?
A
après la métabolisation
18
Q
Conséquences possibles de l’administration de plusieurs médicaments métabolisés par la même enzyme
A
concentration en métabolite actif
- trop forte
- trop faible
19
Q
Dans quel cas la concentration en métabolite actif est-elle trop fort ?
A
lorsque le médicament est en temps normal éliminé par l’enzyme
> dépassement du seuil de toxicité
20
Q
Dans quel cas la concentration en métabolite actif est-elle trop faible ?
A
lorsque le médicament est en temps normal transformé et activé par l’enzyme
> on ne dépasse pas le seuil d’efficacité
21
Q
Définition enzyme
A
> catalyseur protéiques (sauf ribozymes)
unidirectionnelle
22
Q
Rôle enzyme
A
permettent d’accélérer une réaction chimique sans altérer la position d’équilibre
> faible concentration dans les cellules
23
Q
Définition catalyseur
A
- substance qui augmente la vitesse d’une réaction chimique
- ne fait partie ni des réactifs, ni des produits => n’apparaît pas dans le bilan de la réaction
- non consommée
24
Catalysation des réactions biochimiques par les enzymes
- catalysent dans les deux sens
- ne modifient pas l'équilibre final de la réaction
- n'a pas d'impact sur le sens de réaction
- orientent la voie métabolique
25
Comment les enzymes accélèrent-elle une réaction ?
en diminuant son énergie d'activation
26
Comment les enzymes orientent-elle la voie métabolique ?
si les réactifs ont plusieurs réactions possibles, va être privilégiée la réaction avec l'énergie d'activation la plus faible
27
Définition voie métabolique
cas où l'équilibre est continuellement déplacé
28
Comment se font les synthèses en laboratoire ?
- températures élevées
- pressions très fortes
29
Comment se font les réactions chimiques dans la matière vivante ?
- rapidement
- à température peu élevée
30
Comment seraient les réactions chimiques dans le corps humain sans enzyme ?
à une vitesse non compatible avec la vie
31
Quelles sont les propriétés spécifiques des enzymes ?
- pouvoir catalytique
- spécificité
- possibilité d'être régulées
32
Pouvoir catalytique des enzymes
> très important
> vitesse de réaction augmentée jusqu'à 10^14x
> action de l'enzyme >>> action du catalyseur
33
spécificité des enzymes
- du substrat
- d'action
- de groupe (=type de réaction)
- moins spécifique (=groupe de molécules)
- absolue
- stéréospécificité
34
Spécificité du substrat
l'enzyme permet la réaction d'un seul substrat
35
Spécificité d'action
l'enzyme permet la formation d'un seul produit
36
Régulation des enzymes
l'activité peut être régulée par
- des ions
- des substrats ou des produits du métabolisme (=régulée par les éléments de la réaction qu'elle catalyse)
- des modifications covalentes de l'enzyme
37
Localisation tissulaire des enzymes
- ubiquitaires
- spécificité tissulaire
38
Dans quoi sont utilisées les enzymes à spécificité tissulaire ? Pourquoi ?
elles sont utilisées en diagnostic
> si l'enzyme se trouve la où elle ne devrait pas, c'est qu'il y a un problème
39
Localisation subcellulaire des enzymes
- noyau
- mitochondries
- réticulum endoplasmique
- ribosomes
- lysosomes
- cytoplasme
40
Enzymes du noyau
impliquées dans la réplication de l'ADN, sa réparation, etc
41
Enzymes des mitochondries
impliquées dans la respiration cellulaire
42
Enzymes du réticulum endoplasmique
impliquées dans la maturation des protéines (repliements, glycosylation)
43
Enzymes des ribosomes
impliquées dans la synthèse protéique (traduction de l'ARN)
44
Enzymes des lysosomes
Enzymes des hydrobases acides (lipases, carbohydrases, protéases)
45
Enzymes du cytoplasme
impliquées dans les réactions métaboliques (glycolyse, lipolyse)
46
Variations des activités enzymatiques
- physiologiques
- pathologiques
47
Définition isoenzymes/isozymes
formes multiples d'une même enzyme
> existent naturellement chez une même espèce
48
Caractéristiques des isozymes
- agissent sur le même substrat
- catalysent la même réaction
- synthétisées par des organes différents (souvent)
- structure primaire différente
49
Définition proenzymes/zymogènes
précurseurs inactifs des enzymes
ex. caspases
50
Quand s'activent les proenzymes
après coupure et libération d'un petit peptide par :
- modification du pH
- l'enzyme (=processus auto-catalytique)
- une autre enzyme
51
Définition co-facteurs
composants non protéiques dont certaines enzymes ont besoin pour acquérir leur activité
52
Natures de co-facteurs
- ions métalliques (Fe, Zn, Cu, Na, K)
- cofacteurs organiques (vitamines)
53
Définition groupement prosthétique
> partie d'une molécule organique non protéique qui est liée à la structure protéique par des liaisons faibles et/ou covalentes
> cofacteurs organiques fortement liés à l'enzyme
54
Définition apoenzyme
enzyme (protéine) pas encore liée à son cofacteur
55
Définition holoenzyme
assemblage du cofacteur et de l'apoenzyme pour former un complexe enzymatique ayant une activité catalytique
56
Définition activité enzymatique
vitesse d'une réaction enzymatique : quantité de substrat formé (ou de produit apparu) par unité de temps
57
1 unité internationale (UI)
> quantité d'enzyme qui transforme une micromole de substrat en 1mn à 30°C
> en μmol.min-1
58
1 Katal (kat)
quantité d'enzyme qui transforme une mole de substrat par seconde
59
1 nanokatal (nkat)
transformation d'une nanomole par seconde
60
UI en nkat
1UI = 16,66 nkat
61
Définition activité spécifique
activité rapportée à 1mg de protéine
62
Définition activité moléculaire
nombre de molécules de substrat transformées par minute et par molécule d'enzyme
63
La vitesse d'une réaction est :
à chaque instant proportionnelle à la quantité de substrat restant
64
Formule vitesse de réaction
V = k.(S-x)
avec
S : quantité de substrat à t=0
x : avancement = quantité de substrat transformé à tx
k : constante de réaction
65
vitesse de réaction : si S est en excès par rapport à la quantité d'enzyme :
la vitesse est maximale des le début : on peut négliger ce qui disparait
=> réaction d'ordre nul (0)
66
vitesse de réaction : si x n'est pas négligeable :
on a V = k.(S-x)
=> réaction d'ordre 1
67
Réaction d'ordre (0)
> la quantité qui disparait augmente linéairement
> la vitesse est constante
68
Réaction d'ordre (1)
> la courbe se finit par une asymptote et la vitesse initiale est définie par la tangente à l'origine de la courbe
69
Classification des enzymes
> établi par la commission des enzymes
> EC + 4 nombres
> en pratique : substrat + ase
70
EC : 1er nombre
type de réaction catalysée par l'enzyme
1 = oxydoreductase
2 = transférase
3 = hydrolase
4 = lyase
5 = isomérase
6 = ligase
71
1 = oxydoréductase
un donneur d'hydrogène ou d'électron est l'un des substrats
72
2 = transférase
transfert d'un radical par une réaction de type :
A-X + B --> A+B-X
73
3 = hydrolase
clivage hydrologique (par H20) de :
C-C, C-N, C-O, etc
74
4 = Lyase
clivage non hydrologique des liaisons faisant apparaître :
- une double liaison
ou
- l'addition de groupement à double liaison
75
5 = isomérase
modification de l'arrangement spatial d'une molécule
76
6 = ligase
condensation de deux molécules, associée à l'hydrolyse d'une liaison à haute énergie
77
EC : 2e nombre
type de liaison sur laquelle agit l'enzyme
78
EC : 3e nombre
sous-classification portant :
- sur le sous-type de liaison
- sur le groupement transféré dans la réaction
- sur les deux
79
EC : 4e nombre
numéro d'ordre dans la sous catégorie
80
Déroulement d'une réaction enzymatique
- reconnaissance du substrat par l'enzyme
- combinaison transitoire => complexe enzyme-substrat
- transformation du substrat en produit
- libération des produits de la réaction
81
Voisins du site actif
- site de liaison (=reconnaissance substrat-enzyme)
- site catalytique (=réaction)
82
Caractéristiques du site actif
- intérieur de la molécule globulaire protéique (en général)
- 5% de l'aire totale de l'enzyme
- une même enzyme peut comporter plusieurs sites actifs
83
Quelles réactions sont thermodynamiquement possibles ?
les réaction exergoniques ΔG<0
84
Qu'est-ce qui est nécessaire à l'activation d'une réaction exergonique ?
- la mise en contact avec les réactifs
- énergie d'activation
85
Qu'est-ce qui diminue l'énergie d'activation ?
- hausse de température (labo)
- catalyseur (labo)
- enzymes (bio)
86
Quel impact a l'énergie d'activation sur la vitesse?
plus l'énergie d'activation est élevée, plus la vitesse est lente
87
Loi d'Arrhenius
K = A.e ^(-E d'activation/RT)
avec
K : constante de vitesse de la réaction
A : constante caractéristique
88
Comment peut être mis en évidence la création d'un complexe transitoire ES (enzyme-substrat)
par une expérience de dialyse à l'équilibre
89
Principe de l'expérience de dialyse à l'équilibre
voir p.283
90
Définition ligands
petites molécules
91
dialyse à l'équilibre : absence de fixation
si le ligand ne se fixe pas sur l'enzyme, cela signifie qu'il y a la même concentration dans chaque compartiment car il y a équlibre des concentrations par diffusion
92
dialyse à l'équilibre : fixation
si le ligand se fixe à l'enzyme, la concentration du ligand est supérieur dans le compartiment des enzymes : molécules de diffusion + celles liées à l'enzyme
93
Constante de dissociation kd
kd = ([S] x [R]) / [RS]
= (k-1)/k1
94
Constante d'association ka
ka = A / kd
= [RS] / ([S]x[R])
95
Comment peut-on mesurer l'activité de l'enzyme
par spectroscopie :
> en mesurant la quantité de substrat disparu
> en mesurant la quantité de produit formé
96
Mesure de l'activité enzymatique : méthode 1 principe
- prélèvement du liquide (à différents instants de la réaction) afin d'analyser les proportions de substrats et de produits
- modélisation mathématique de la réaction et idée de la cinétique enzymatique
97
Mesure de l'activité enzymatique : méthode 1 étapes
- ajouter l'enzyme à une solution contenant le substrat
- prélever des aliquotes du mélange réactionnel à des temps donnés
- stopper la réaction dans les aliquotes
- séparer les substrats des produits pour doser la quantité de substrat disparu ou de produit formé à cet instant
98
Définition aliquotes
fractions représentatives de ce qui se passe dans le liquide total
99
Mesure de l'activité enzymatique : méthode 2
mesure en continu des changements dans le liquide réactionnel (ex. par spectroscopie)
> peut se faire en couplant la réaction avec une autre
100
Comment sont analysés les résultats d'une mesure de l'activité enzymatique ?
par des modèles mathématiques qui sont différents :
> selon l'ordre de la réaction (=1 ou plusieurs substrats)
> si la quantité d'enzyme est très faible par rapport à la quantité de substrat (moins de 1%)
101
Par quoi sont régis les paramètres de la réaction enzymatique ?
Par les paramètres de la réaction chimique
102
Qu'est-ce qu'une réaction chimique ?
> processus dynamique qui, partant d'un état initial, transforme les molécules pour aboutir à un état final
> se déroule avec une vitesse : vitesse de réaction
103
A quoi correspond la vitesse d'apparition ?
à une quantité de substrat transformé (= de produit apparu) par unité de temps
104
Formule vitesse d'apparition
Va = (-Δna) / Δt
Vx = Δnx / Δt
=> une vitesse est toujours positive -, d'où le moins devant Δna : les substrats disparaissent
105
Vitesse instantanée
> se calcule lorsque t2 tend vers t1 = laps de temps très restreint
> t2 - t1 ≈ 0
106
Vitesse initiale
> vitesse instantanée (tangente) au temps 0 de la réaction
> vitesse la plus élevée pour une concentration en substrat donnée
107
Vitesse de réaction et proportionnalité
- la vitesse d'une réaction chimique est proportionnelle aux concentrations des réactifs intervenant dans le processus chimique élémentaire
- ce facteur de proportionnalité est appelé constante de vitesse (k)
108
Constante de vitesse (k)
> ne dépend que de la température
109
Formule vitesse de réaction
V = k x [A]
110
Quelles influences sur la vitesse initiale peut-on déterminer ?
> influence de la concentration de l'enzyme
> influence de la concentration du substrat
111
Dans quels domaines l'activité enzymatique est-elle utile ?
> enzymologie
> biologie (très pertinente)
=> permet d'évaluer le fonctionnement de certains organes
112
Que faut-il pour définir l'activité enzymatique ?
- connaître l'ordre de la réaction
- déterminer la vitesse initiale
- se situer à une [S] > > Km (pour avoir V=Vmax)
113
De quoi dépend l'activité d'une enzyme ?
- du substrat
- des conditions physico-chimiques
114
Que faut-il pour que la détermination de l'activité enzymatique soit valable ?
il faut se placer dans des conditions précises : l'activité doit être proportionnelle à
> la quantité d'enzyme présente
> la durée de la réaction
115
A quels critères doit-on être attentif pour déterminer l'activité enzymatique ?
- le choix du substrat
- le pH de la réaction
- la température de la réaction
- les proportions d'enzymes et de substrats
- la durée de la réaction
116
Si l'enzyme peut métaboliser plusieurs substrats, que faut-il choisir ?
- un substrat donnant un produit chromogène ou facile à doser
- une réaction rapide
- un substrat stable
- un substrat commercial peu onéreux
117
Définition chromogène
coloré en spectrométrie
118
Choix du pH pour l'analyse cinétique enzymatique
- se mettre au pH optimum de l'enzyme
- avoir un milieu tamponné
- que les constituants du tampon n'aient pas d'action inhibitrice sur l'enzyme
119
Définition milieu tamponné
présence d'un couple acide-base pour maintenir le milieu à un pH voisin du pHi du couple en question
120
Choix de la température pour l'analyse cinétique enzymatique
30° pour limiter la dénaturation des enzymes, il faut donc utiliser :
> un bain marie
> une enceinte thermostatée
> une climatisation efficace (pays chauds)
121
Relation de Michaelis-Menten
> lorsque la concentration en substrat augmente, la vitesse tend vers Vmax
> P = k2 x t x [ET]
122
Que peut-on déduire de la relation de Michaelis-Menten
> la quantité de produit apparu est proportionnelle à la quantité d'enzyme
> à vitesse constante ( = réaction d'ordre 0, vitesse initiale d'ordre 1)
> moins de 10% de substrat doit être métabolisé
123
Influence de la concentration en enzyme sur la vitesse initiale
lorsque [S] > > [E], la vitesse initiale Vi est proportionnelle à la concentration de l'enzyme
124
Influence de la concentration en substrat sur la vitesse de réaction
> si [S] augmente et que [E] reste constante, la vitesse initiale de la réaction augmente
125
Comment obtient-on un graphe primaire ?
en étudiant [P] en fonction du temps
126
Graphe secondaire
> représente la vitesse initiale en fonction de la concentration en substrat
> on obtient une hyperbole qui tend asymptotiquement vers Vmax
127
De quoi dépend la vitesse de réaction ?
> du nombre de rencontre efficace
> de la quantité de réactifs
128
Sur quoi repose l'hypothèse de Michaelis-Menten
> sur la formation d'un complexe enzyme-substrat (ES)
> le substrat est transformé en produit tandis que l'enzyme se régénère
> liaison faible = possibilité de dissociation
129
Réaction d'équilibre de l'hypothèse de Michaelis-Menten
E + S <—> ES —> E + P
130
Stades successifs de la réaction enzymatique
- phase pré-stationnaire
- phase stationnaire
- phase post-stationnaire
131
Equation de Michaelis-Menten
V = (Vmax x [S]) / (Km + [S])
132
Que peut-on affirmer à partir de l'équation de Michaelis-Menten
> la vitesse d'une réaction n'a pour variable que la concentration en substrat [S]
> V = f ([S])
133
Comment est représentée la fonction V = f ((S])
par une hyperbole équilatère dont les deux asymptotes sont orthogonales
134
Si [S] > > Km
> V tend vers : (Vmax.[S]) / [S]
soit V = Vmax
> la vitesse est indépendante de [S]
> on néglige Km car il devient négligeable devant [S]
135
Si Km > > [S]
> V tend vers : (Vmax.[S]) / Km
soit V = (Vmax / Km) x [S]
> la vitesse est proportionnelle à [S]
> on néglige [S] car trop petit
136
Valeurs de Km
- Km = [ (K-1) + (K+2) ] / k+1
- Km = [S] lorsque V = Vmax/2
- pas d'unités
137
Propriétés Km
> constante indépendante de la concentration en enzyme
> constante de dissociation du complexe [ES]
> représente l'instabilité de [ES]
138
Inverse de Km pour une réaction enzymatique simple
affinité de l'enzyme pour son substrat
=> plus la valeur de Km est faible, plus l'affinité de l'enzyme pour S est forte
139
Qu'est-ce que la vitesse maximale ?
> vitesse approchée lorsque toutes les molécules d'enzyme sont combinées au substrat
> Vmax atteinte lorsque toutes les molécules d'enzyme sont couplées au substrat
140
Constante catalytique / turnover
> k2 (Vmax= k2 x [Et] )
> efficacité de l'enzyme
> nombre de moles de substrat transformées en produit par unité de temps et par mole d'enzyme ou par site actif (si l'enzyme est oligomérique)
> si l'enzyme est totalement saturée en S, k2 s'exprime en min-1
141
Proportion enzyme/substrat et temps de réaction
D'après la relation de Michaelis-Menten, la vitesse tend vers Vmax lorsque [S] augmente
Donc pour [S] élevée :
> V = Vmax = k₂.[Et]
> P = k₂. t. [Et]
142
A quoi la quantité de produit qui se forme est-elle proportionnelle ?
à la quantité d'enzyme
143
Détermination graphique de Km et Vmax
Représentations dérivées de l'équation de Michaelis-Menten :
- Lineweaver et Burk
- Dixon
- Eadie-Hostee
144
Représentation de Lineweaver et Burk
- inverse de la relation de Michaelis-Menten
- (1/V) = (Km/Vmax) x (1/[S]) + (1/Vmax)
=> équation de droite
- droite de pente a= (Km/Vmax)
- ordonnée à l'origine b = (1/Vmax)
- axe des abscisses rencontré en (-1/Km)
- fortes variations lorsque [S] est très faible
145
Représentation de Dixon
- linéarisation (y=ax+b) exprimée en fonction de (V/[S]) - V = Vmax - Km x (V/[S])
- pente a = (-Km)
- ordonnée à l'origine b = Vmax
- axe des abscisses croisé en (Vmax/Km)
146
Représentation d'Eadie-Hostee
- linéarisation : expression de ( V/[S] ) en fonction de V
- ( V/[S] ) = (Vmax/Km) - V x (1/Km)
- pente a = (-1/Km)
- ordonnée à l'origine b = (Vmax/Km)
- axe des abscisses croisé pour ( V/[S] ) = Vmax
147
Modélisation par calcul informatique
les logiciels de modélisation mathématiques permettent de représenter la courbe correspondant à l'équation de Michaelis-Menten.
On peut alors extrapoler par le calcul afin de déterminer la valeur de l'asymptote horizontale (Vmax) et le Km
148
Réactions enzymatiques à 2 substrats
- réaction à un seul substrat rare => souvent 2 substrats
- hydrolyse (eau) : comparable à une réaction à 1 substrat
- autre substrat / coenzyme : les complexes de dissociation de chacun des complexes formés interviennent => mécanisme Bi-Bi
149
Mécanisme Bi-Bi
- 2 substrats, 2 produits
- les deux substrats ne peuvent pas se fixer à l'enzyme simultanément
- les substrats peuvent être retrouvés sur le même site
- la fixation se fait à des moments différents
- 3 types de mécanismes Bi-Bi :
> séquentiel
> aléatoire
> ping-pong
150
Mécanisme Bi-Bi séquentiel
les substrats se fixent à l'enzyme dans un ordre impératif
151
Mécanisme Bi-Bi aléatoire
les substrats peuvent se fixer à l'enzyme sans ordre précis : une fois les 2 substrats fixés à l'enzyme, la réaction est catalysée et on obtient les produits
152
Mécanisme Bi-Bi ping pong
les substrats ne sont jamais combinés à l'enzyme en même temps : le réactif A se fixe et et transformé en produit PUIS le réactif B fait de même
153
Paramètres influençant l'activité enzymatique
- le pH
- la température
- les inhibiteurs des réactions enzymatiques
154
Influence du pH sur l'activité enzymatique
- substrat : modification de son degré d'ionisation
- protéine enzymatique :
> au niveau du site actif
> au niveau des acides amines (=modification de la structure tertiaire de la protéine)
155
pH optimum d'un enzyme
- la plupart des enzymes ont un pH optimum proche de la neutralité ( entre 5,5 et 8)
- certaines ont un pH optimum très acide (ex. pepsine: pH = 1,8)
- d'autres un pH optimum basique (ex. arginase : pH=9,5)
=> en biologie clinique, les dosages des activités enzymatiques se font à pH optimum de l'enzyme concernée
156
Influence de la température sur l'activité enzymatique
résulte de deux phénomènes :
- activation due à l'accroissement des vitesses de collision (Arrhenius) => courbe I (agitation ++ des molécules)
- inactivation due à la dénaturation de la protéine enzymatique => courbe 2
157
Température optimale d'activité
- une pour chaque enzyme
- obéi à la loi d'Arrhenius et limité par la dénaturation de l'enzyme
- si T augmente, K augmente (avec -Ea/RT)
- si T diminue, K diminue
=> plus la température est importante, plus les molécules sont agitées, plus il y a d'énergie pour la réaction
158
Dénaturation de la protéine enzymatique par la température
- enzymes sensibles à la température
- la dénaturation dépend de la durée d'exposition à la chaleur
- effet de la dénaturation : A = A₀ x e^-kt
A : activité après l'exposition
A₀ : activité avant l'exposition
k : constante de dénaturation par la chaleur
t : temps d'exposition
159
Inhibiteurs des réactions enzymatiques
- inhibiteur = substance qui a pour effet de diminuer la vitesse de la réaction enzymatique
- 3 types :
> inhibitions irreversibles (=inactivation)
> inhibition par excès de substrat
> inhibitions réversibles (compétitive, incompétitive, non-compétitive)
160
Inhibitions irréversibles
- l'inhibiteur se lie de façon covalente à l'enzyme, ce qui bloque les groupes fonctionnels situés sur ses sites actifs
- la dilution ou la dialyse ne permettent pas de lever l'inhibition
- les inhibiteurs sont plus ou moins spécifiques
161
Exemple d'inhibition irreversible
- la pénicilline inactive la synthèse du peptidoglycane des parois bactériennes en se fixant se manière irréversible sur une sérine (a.a ayant une fonction -OH) du site actif de la transpeptidase (enzyme)
- il existe des résistances à la pénicilline qui peuvent être mises en jeu par les pénicillinases (enzymes) qui hydrolyse les pénicillines pour maintenir la bactérie en vie
162
Inhibitions réversibles
- perturbent la cinétique enzymatique
- peuvent être levées par dialyse, sans modification des molécules
- inhibiteurs plus spécifiques que les irréversibles
- 3 types :
> compétitifs
> non-compétitif
> incompétitif
163
Inhibiteurs compétitifs
- ressemblance structurale avec le substrat
- ils entrent en compétition pour se fixer sur le même site enzymatique => effet isostérique
- la réaction enzymatique est bloquée jusqu'à ce que l'inhibition soit levée (ex. en saturant l'enzyme de substrat)
- Ki = ( [E] x [I]) / [EI]
- augmentation de Km
- V = (Vmax.[S]) / ( [S]+Km. (1+[I]/Ki) )
164
Exemple d'inhibiteur compétitif
Le méthotrexate est un inhibiteur compétitif pour la dihydrofolate réductase, il est utilisé pour le traitement de certains cancers ou maladies auto-immunes
165
Inhibiteurs non compétitifs
- se fixent sur un site différent du site actif => formation du complexe ESI
- I peut se fixer à l'enzyme, que S soit présent ou non
- agissent comme si la concentration en enzyme active était diminuée
- Km diminué d'un facteur (1 + [I]/ki)
166
Exemple d'inhibiteur non compétitif
la Tacrine (Cognex) est un inhibiteur non-compétitif de l'acetylcholine estérase utilisé dans le cadre de la maladie d'Alzheimer
167
Inhibiteurs incompétitifs
- l'inhibiteur se fixe uniquement sur le complexe ES => le substrat DOIT être fixé sur l'enzyme pour que l'inhibiteur effectue son action
- Vmax et Km sont diminués d'un facteur (1+[I]/Ki)
168
Exemple d'inhibiteur incompétitif
l'acide caféique (plante Alsophila Spinulosa) est un inhibiteur incompétitif de la xanthine oxydase (formation d'acide urique) ayant des propriétés antioxydantes/ anticancéreuses
169
Inhibitions par excès de substrat
lorsque le substrat est en large excès, de nombreuses enzymes sont inhibées
170
Etape limitante
pour processus réactionnel comprenant plusieurs réactions consécutives : k1, k2 et k3 (constante de vitesse) :
si l'une des réactions est beaucoup plus lente que les autres (k faible), alors la réaction est limitante
171
Régulation des voies métaboliques
rétro-inhibition/feed-back négatif :
- le produit final possède une action inhibitrice sur une enzyme intervenant en amont
- cette inhibition fait souvent intervenir un mécanisme allostérique
172
Voie de synthèse de l'hème
l'hème (= produit final) exerce une rétro-inhibition sur la 1ère étape de sa synthèse
hème = protéine nécessaire à la circulation d'O₂
